5.原子物理 問5.電子がAから速さ v。で, 極板の法線方向と角度 6,をなす方向へ発射された場合,電 子がBに到達出来るための条件は次のどれか。 [44] 2枚の平板電極AおよびBが間隔4で 平行に置かれてあり,A, Bの電位は各々 5 2V |2e Vd 2eV Dosin 0.S、 の Vosin 0.2. の VoCOs 0,2 の A. V,0である。(ただし,V>0)。電子の 電荷を -e, 質量をmとし,極板は充分広 く,重力の影響は無視出来るものとして、 次の問い(間 1~5)の答えを,それぞれ の解答群のうちから一つずつ選べ。 m m 2eV |2eV の DoCOs 6,い、 6 Dosin O.2、 2e Vd 6 DoCos 0, N Do Do d m m m B。 2eV の tosin 0,2、 ev eV 8 VoCos 6.2. m の Vosin 6, 2, m m B D 問1.極板間のちょうど中間の位置で, 電子が極板に平行な方向に, 速さ voで発射された 場合,電子が発射されてから極板に到達するまでの時間はいくらか。 ev md? 3 eV md 2m の dyev 2md eV の の 6 m 2eV 6 md の VeV m m の d、 8 d、 Vev 問2.間1の場合,発射点から到達点までの距離はいくらか。 2 d 4mdv? の 2V 1+ 2 Vod. 「md eV 3 d 1+ 8mvo? eV 2V eV md の oeV d 21 4mv? eV md Vov 6 1+ 6 4mv。 8V d 1+ V 8eV mv。? の 8 d 1+ の 2V 21 21 2°au 問3.間1の場合,到達点に達する直前の電子の速さはいくらか。 3 2eV mv。? 「m Vア の Doy の Voy 1+ mv。? 3 2V mdv。? 6. Voy 2eV の Voy 1+ 6 mVo VeV ev mV。 V 2mvo 1+ eV の Voy 8 Vo 1- の Poy au 問4.電子がBから速さ voで, 極板の法線方向と角度 6。をなす方向に発射された場合, 電 子がAに到達した時の入射角0(極板の法線方向となす角)はいくらか。4 の cos 0=ーCos bo eV 1+ の sin 0=- sin O。 3 cos 0= - Cos 0。 /1+ 2eV mv。 Vit mvo 2V mvo? cos d。 sin O。 2V の cos 0= cos O。 V-2V mv。? sin 0= 6 Cos 0= V1+ mu。 mV。? 1+ eV V cos O。 mv。 eV sin O。 sin b。 eV mu。? の cos 0= 8 sin 0= の sin 0-- 1+-eレ mv。?

h - mno' -e73mn* 20 m no 2ev

V 問1.電界の強さは E=-だから,電子の加速度の大きさ(B →A)をaとすると,運動方程式は eV = ma eV a= eE d md 求める値を!とするとうd=arより -等 md° ミd m t= a . 8 eV 問2.極板に平行な方向の電子の移動距離は vot だから,求め る値は d 4mv 1+ 2V m eV eV 問3.求める値をひとし,電子の電界の位置エネルギーを考 慮するとエネルギー保存則より 1 ラm=ラmus+seV ': 2 ev リ= Vo,/1+ の 2 MVo 問4、到達点での速さをびとすると,エネルギー保存則より 1 m=+ev 2 2eV *ガ=0o/1+ mvo 極板に平行な方向の速度成分は変化しないから Vo Sin lo=び'sin0 sin Oo Vo . sin0= ' sin lo= 2eV 1+ mVo へ 問5.等加速度運動の公式より (20 COs 0.)?-0°>2ad= 2eV m であればよい。 2eV . Vo COS 0.2, .6 m (Do Cos 6, - at, = Docos 6. 2m d, ev eV s 0.- 20として求め md てもよい。)